Рекомендація має далекосяжний характер: планета Уран та її супутники повинні стати найвищим пріоритетом нової місії NASA протягом десятиліття 2023-2032.
Запропонована місія, відома як Уранський орбітальний апарат і зондування, буде проведена в рамках багаторічної орбітальної експедиції, спрямованої на отримання знань про крижані гіганти загалом та систему Урана зокрема, шляхом виконання пролітів та доставки атмосферного зонда. Очікуваний результат: “переломні, революційні наукові відкриття у широкому спектрі тем.”
У дослідженнях було висловлено підтримку місії UOP у документі “Походження, світи та життя — Декадальна стратегія планетарної науки та астробіології 2023-2032”, оприлюдненому у 2022 році. Цей вагомий документ був підготовлений престижними Національними академіями науки, інженерії та медицини США і за підтримки NASA та Національного наукового фонду.
Поглиблення знань
Щоб підкреслити важливість Урана, Інститут космічних досліджень Кека (KISS) при Каліфорнійському технологічному інституті в Пасадіні провів практичний семінар наприкінці минулого року, щоб вивчити найкращі способи покращення наших знань про внутрішню структуру Урана в контексті майбутньої місії з орбітальним апаратом і зондом.
Очолював семінар KISS Марк Хофстедтер, планетарний науковець, що працює в Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) в Південній Каліфорнії. Він не соромиться вважати Уран своїм улюбленим планетом.
Планету було відвідано лише один раз, коли космічний апарат Voyager 2 пролетів неподалік у 1986 році.
Успіхи в сонячній системі та багатьох спільнотах науковців значною мірою зосереджені на місії Урану, зауважив Хофстедтер. Щодо вивчення KISS, він акцентував увагу на одному аспекті системи Урана: розумінні сучасної структури та складу внутрішньої частини планети, щоб вивчити її формування та еволюцію.
“Я вважаю, що розуміння внутрішньої частини є найважливішою причиною для вивчення Урана,” — сказав Хофстедтер. Але він також підкреслив, що Уран є складною системою, що складається з внутрішньої частини планети, атмосфери, кілець, малих супутників, великих супутників, магнітосфери та її взаємодій з сонячним вітром.
Дослідження Урана має потенціал для створення революційних наукових відкриттів у широкому спектрі тем, як зазначав Декадний огляд, додав Хофстедтер.
“Ви навіть можете розширити це поняття ‘системи’ з точки зору того, як Уран, протягом свого існування, гравітаційно змінив шляхи інших об’єктів в сонячній системі, потенційно впливаючи на Землю,” — додав Хофстедтер. “Кожен елемент цієї системи має такі особливості, які суперечать деяким з наших уявлень про те, як працюють планети.”
Крижані гіганти
Саме тому план місії UOP — встановити орбітальний апарат у центрі цієї системи — космічний апарат з широким спектром інструментів, а також зонд для проникнення в атмосферу — очікується як значне покращення наших знань про всю сонячну систему, а також про планети, які обертаються навколо інших зірок.
Чому для нього внутрішня частина Урана є найцікавішою дослідницькою метою для місії?
“З тисячами планет, які ми виявили в нашій галактиці, більшість приблизно однакового розміру з Ураном та Нептуном. Це робить Уран важливим типом планети, і те, що ми навчимося на Урані, ми зможемо застосувати до інших далеких планет, які ми не можемо вивчати детально,” — відповів науковець з JPL.
Складна система
Хофстедтер наголосив, що про склад та структуру як Урана, так і Нептуна залишається багато невідомого. Наприклад, науковці не впевнені, чи має Уран глибоку, твердну область.
“Ми називаємо їх ‘крижаними гігантами’, оскільки спочатку вважали, що вони сформувалися переважно з водяного льоду, але нещодавно деякі стверджували, що мають бути в основному кам’янистими,” — сказав Хофстедтер. “Вивчення базових аспектів внутрішньої частини — це те, що ми можемо дізнатися лише відвідавши планету за допомогою космічного апарата, — допоможе нам зрозуміти, як такого роду планети формуються та еволюціонують.”
Наївний Землецентричний погляд
Також існує питання потенціалу астробіології Урана. Історія дослідження зовнішньої сонячної системи — планет за Марсом — наповнена несподіванками, зазначив Хофстедтер.
Насправді, наш наївний Землецентричний погляд спочатку вказував на те, що для життя необхідне сонячне світло, і ми вважали, що місця за межами Марса будуть холодними, неактивними, мертвими світами.
“Тепер ми знаємо, що існують інші способи нагрівати крижані об’єкти у зовнішній сонячній системі та створювати рідкі океани,” — сказав Хофстедтер. “І ми все ще вважаємо, що рідка вода критична для життя, і що хімія життя в інших місцях може працювати інакше, ніж на Землі.”
Супутники Урана
Виходячи з цього, деякі супутники Юпітера та Сатурна вважаються найбільш ймовірними місцями в нашій сонячній системі для знаходження іншопланетного життя.
“Ми не знаємо достатньо про супутники Урана, щоб стверджувати, чи є у них рідкі океани, але теоретичні дослідження показали, що вони можуть бути,” — сказав Хофстедтер. “Це в поєднанні з зображеннями Voyager, які показують, що деякі супутники Урана мають геологічно молоді поверхні, робить ймовірним існування життя під крижаною корою одного з супутників Урана.”
Забігаючи наперед, Хофстедтер зазначив, що деякі вчені запитували, чи може життя існувати в середині Юпітера, Сатурна, Урана чи Нептуна.
“Таке життя, ймовірно, матиме дуже інший генезис, ніж у Землі, і я не думаю, що хтось може стверджувати, наскільки це ймовірно. Також не ясно, як його виявити,” — сказав Хофстедтер.
Незвичайний світ
Продовження роботи на Землі також є критично важливим для розуміння Урана. Лабораторні та теоретичні дослідження, пояснює навчання KISS, а також наземні та космічні спостереження за Ураном можуть дозволити дослідникам правильно інтерпретувати майбутні вимірювання на місці та провести дослідження, які результати має зібрати апарат, а також в яких областях їх варто робити.
Уран — сьома планета від Сонця і третій за величиною світ у нашій сонячній системі. Він однозначно та рішуче є незвичайним світом, оскільки, обертаючись, нахиляється на майже 90 градусів від площини своєї орбіти.
Сюрпризи, які місія “Уранський орбітальний апарат і зонд” може виявити у цьому загадковому світі, напевно, також перевернуть уявлення вчених.